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往復(fù)泵結(jié)構(gòu)基本知識(shí)

瀏覽次數(shù):209 次 更新時(shí)間:2020-06-10

往復(fù)泵由于結(jié)構(gòu)與工作特點(diǎn)必然產(chǎn)生流量和壓力的脈動(dòng),,從而降低了泵的吸人性能、縮短泵和管路的使用壽命,,特別是在排出管路的管徑較小,、管路較長(zhǎng),、系統(tǒng)中沒(méi)有足夠大的背壓時(shí),可能因慣性水頭過(guò)大而沖開(kāi)泵閥造成實(shí)際流量大于理論流量的“過(guò)流量現(xiàn)象”,。因此,,為了改善往復(fù)泵的工作條件,盡可能減少不穩(wěn)定現(xiàn)象對(duì)往復(fù)泵工作的影響,,通常采用在泵上裝置空氣室的辦法來(lái)減少流量和壓力的脈動(dòng),。

空氣室應(yīng)盡可能安裝在靠近泵的進(jìn)出口管路處或液力端上,裝在靠近進(jìn)口的稱(chēng)吸人空氣室,,裝在出口的稱(chēng)為排出空氣室,。

空氣室分為常壓式和預(yù)壓式兩種.常壓空氣室是在密閉容器中充常壓空氣,預(yù)壓空氣室是在密閉容器中加一彈性元件(如橡膠囊),,其內(nèi)充有壓縮空氣,。

①排出空氣室,空氣室內(nèi)有一定體積的氣體,,當(dāng)往復(fù)泵的瞬時(shí)流量大于平均流量時(shí),,排出管路內(nèi)的阻力增加,泵內(nèi)壓力上升,,空氣室內(nèi)的氣體被壓縮,,從而儲(chǔ)存了一部分液體,這就減少了在排出管路中的流量,。同樣,,當(dāng)泵的瞬時(shí)流量小于平均流量時(shí),管路內(nèi)的阻力也相應(yīng)減少,,泵內(nèi)壓力下降,,這時(shí)空氣室內(nèi)氣體就膨脹,把儲(chǔ)存的一部分液體排到管路中去,,增加了管路中的流量,,從而減少了管路中流量和壓力的脈動(dòng)。因此,,在整個(gè)工作過(guò)程中雖然活塞排出的高壓往復(fù)泵流量按正弦規(guī)律變化,,但是在空氣室的作用下排出管路中的流量仍較均勻。從上述分析可知,,在工作過(guò)程中空氣室中氣體的體積是變化的,,因此,壓力也是變化的,,管路中的流量不可能是絕對(duì)均勻,,如果把排出空氣室做得足夠大,,則空氣室中氣體體積的變化就相對(duì)減少,可使流量脈動(dòng)或壓力脈動(dòng)降低到允許的范圍以?xún)?nèi),。

最早采用的空氣室是立式厚壁圓筒,,在工作前容器中充以常壓空氣,在泵工作時(shí),,空氣室內(nèi)液面隨液缸體內(nèi)的壓力變化而變化,,這樣可以減少排出管路中流量的脈動(dòng)。但是這種結(jié)構(gòu)體積龐大,,并且被壓縮了的空氣容積過(guò)小,,如在lOMPa時(shí),壓縮空氣的容積只占空氣室容積的1%,。此外,,由于液體與空氣室內(nèi)的氣體直接相接觸,氣體在高壓下易溶于液體中|而被不斷帶出,,在連續(xù)工作時(shí),,空氣室中氣體的量會(huì)逐漸減少,甚至?xí)タ諝馐业淖饔?,為了減小空氣室的體積,,提高其工作效能和可靠性,近年來(lái)普遍采用隔膜式預(yù)壓空氣室,。

采用預(yù)壓空氣室后,,由于空氣室中充入一定壓力的氣體,從而就可以減少進(jìn)出空氣室的液體量,,預(yù)壓空氣室中一般充空氣,,但對(duì)于易燃、易爆的液體應(yīng)充惰性氣體,。因此,,在同樣工作條件下可以減小空氣室的容積、減輕重量,。目前應(yīng)用較多的有兩種形式,。

a.球形空氣室,它由殼體1,、穩(wěn)定片2,、氣囊3、頂蓋4,、壓力表5,。

充氣閥6等主要零件組成。殼體下部與排出管路相連,,上部通過(guò)充氣閥充氣,,壓力表指示氣囊中的壓力,,工作時(shí)隨著排出壓力的變化,氣囊上下移動(dòng),,起到減小排出管路中流量脈動(dòng)的作用,。

這種空氣室的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形尺寸小,、緩沖量較大、檢査和更換方便,,但由于氣囊變形,,容易產(chǎn)生疲勞破壞,所以對(duì)其材料及制造工藝的要求較高,,這種球形空氣室的結(jié)構(gòu)在石油礦場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用,。

b.筒式預(yù)壓空氣室由于球形空氣室氣囊的材料容易因變形而產(chǎn)生疲勞破壞,壽命較短,,所以在石油礦場(chǎng)的鉆井泵上采用多筒式預(yù)壓空氣室,,當(dāng)某一個(gè)空氣室失效時(shí),其他空氣室仍可繼續(xù)起作用,。三筒式預(yù)壓空氣室,,每個(gè)空氣室的殼體1內(nèi)裝有帶孔襯管2,外面套上皮囊3,,在殼體與皮囊間充人壓縮氣體,。當(dāng)泵工作時(shí)液體經(jīng)襯管諸孔將皮囊脹開(kāi),使空氣室內(nèi)的空氣進(jìn)一步壓縮,,而停泵時(shí)氣體壓力把皮囊與襯管間的液體排出,,皮囊收縮到襯管外壁上。這種空氣室的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,,當(dāng)某個(gè)空氣室失效時(shí)其他空氣室仍可繼續(xù)使用,。但是在拆卸時(shí)需要提出較重的外殼,且皮囊容易被擠人襯管的小孔中,。

②吸入空氣室為了減少在吸人過(guò)程中由于慣性水頭所造成的活塞表面的壓力降低,,在吸入管路上靠近泵的進(jìn)口處裝置空氣室,空氣室把吸人管路分成兩段,,空氣室前的一段較低,,而從空氣室到泵進(jìn)口的一段較短。在吸人過(guò)程中,,隨著流量增加,,吸人管路中的阻力也增加,這時(shí)液缸體內(nèi)的真空值也隨之增大,,當(dāng)空氣室中的真空值低于液缸體中的真空值時(shí),,也即空氣室的壓力高于液缸體中的壓力時(shí),,空氣室中的氣體膨脹,把空氣室中的一部分液體排到液缸體中,,從而減小了吸人管路中的流量,。

當(dāng)泵的吸人量減少時(shí)或者在排出過(guò)程時(shí),由于空氣室中的真空值增大,,在這一真空值的作用下,,液體沿吸人管路進(jìn)人空氣室中。

空氣室在儲(chǔ)存和排出液體的過(guò)程中,,氣體的體積要發(fā)生變化,,空氣室中的真空值也隨著發(fā)生變化,吸人管路中的流量也不會(huì)絕對(duì)均勻,。把吸人空氣室做得足夠大時(shí),,空氣室中氣體體積的變化相對(duì)減小,真空值的變化也可以減小,,使吸人管路中液體的流動(dòng)趨于均勻,。

最簡(jiǎn)單的吸人空氣室是一個(gè)空筒或空腔,里面是常壓氣體,。若泵的吸入采用自然灌注的情況時(shí),,由于空氣室內(nèi)具有較高的壓力,空氣室的一部分容積被液體所占據(jù),,氣體所占的容積減少,,這樣若采用上述常壓吸人空氣室就往往不能有效地起到緩沖作用,這種情況可采用預(yù)壓吸人空氣室,,在泵工作之前先從充氣閥1充人氣體,,通過(guò)觀察孔2可以看到橡膠隔膜4的工作情況,消振板3由樹(shù)脂做成,,板上有許多小孔,,為了使結(jié)構(gòu)緊湊可以把空氣室直接裝在泵體下面。此外,,還有用帶有彈簧的隔膜式預(yù)壓吸人空氣室,。a